JP2011250245A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャッタ幕体が遮光動作するときの幕速特性が変化しても、所望の露出状態の画像が得られる撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】被写体像を露光し画像情報を生成する撮像部と、露光を開始するよう撮像部を制御する電子シャッタ制御部と、撮像部の露光を遮光動作により規制するメカニカルシャッタ部と、被写体像に基づいて露光時間を算出する露光時間算出部と、露光時間に基づいて露光を開始するよう電子シャッタ制御部を制御し、遮光動作を開始するようメカニカルシャッタ部を制御するシャッタ動作制御部と、電子シャッタ制御部により露光が開始されてからメカニカルシャッタ部により露光が規制されるまでの時間を判定する判定部と、露光時間算出部が算出した露光時間と、判定部の判定結果とに基づいて、撮像部が生成した画像情報を補正する画像処理部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。特に、シャッタ手段としてメカ後幕を有する撮像装置に関する。

一般に、カメラは、被写体像の露光時間を調節するために、光路開口用の先幕となるシャッタ手段を開くことにより露光を開始し、光路遮断用の後幕となるシャッタ手段を閉じることにより露光を終了させる。最近では、特許文献１に開示のカメラのように、先幕として、撮像素子の各画素に蓄積された電荷のリセット動作である電子シャッタを採用し、後幕として光路を機械的に遮光するメカニカルシャッタを採用するものが出現してきている。

特開２００７−２５１３８２号公報

メカニカルシャッタのシャッタ幕体が遮光動作するときの幕速特性は、温度、湿度、カメラ姿勢や、シャッタ構成部品の経年劣化等によって変化する。しかしながら、特許文献１に開示のカメラは、後幕としてのシャッタ幕体の幕速特性の変化を考慮せず、先幕としての電子シャッタ動作の開始タイミングを決定する。そのため、設定された露光時間が同じであれば、幕速特性が変化したとしても電子シャッタ動作の開始タイミングは同じになる。従って、幕速特性が変化した分、設定された露光時間と、実際の露光時間との差異が生じることになり、所望の露出状態の画像が得られないという課題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、シャッタ幕体が遮光動作するときの幕速特性が変化しても、所望の露出状態の画像が得られる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、被写体像を露光し画像情報を生成する撮像部と、露光を開始するよう撮像部を制御する電子シャッタ制御部と、撮像部の露光を遮光動作により規制するメカニカルシャッタ部と、被写体像に基づいて露光時間を算出する露光時間算出部と、露光時間に基づいて露光を開始するよう電子シャッタ制御部を制御し、遮光動作を開始するようメカニカルシャッタ部を制御するシャッタ動作制御部と、電子シャッタ制御部により露光が開始されてからメカニカルシャッタ部により露光が規制されるまでの時間を判定する判定部と、露光時間算出部が算出した露光時間と、判定部の判定結果とに基づいて、撮像部が生成した画像情報を補正する画像処理部とを備える。

本発明によれば、シャッタ幕体が遮光動作するときの幕速特性が変化しても、所望の露出状態の画像が得られる撮像装置を提供することができる。

実施の形態１に係るカメラシステム１００の構成ブロック図 実施の形態１に係るシャッタユニット３０３とＰＩ３０１の構成模式図 実施の形態１に係るシャッタ動作のフローチャート 実施の形態１に係るシャッタ動作のタイムチャート 他の実施の形態に係るシャッタユニット３０３とＰＩ３０１の構成模式図

（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係るカメラシステム１００の構成および動作について図面を参照して説明する。

〔１−１ 全体構成の概要〕
まず、実施の形態１に係るカメラシステム１００の全体構成の概要を説明する。図１は、本実施の形態に係るカメラシステム１００の構成図である。

カメラシステム１００は、カメラボディ３００と、カメラボディ３００に着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。また、カメラボディ３００は、交換レンズ２００から通知されるレンズデータに従って、各種レンズ制御を実行する。ここで、レンズデータとは、レンズＩＤ、Ｆナンバー、焦点距離、瞳位置等の交換レンズ２００の特性値である。

交換レンズ２００は、対物レンズ、ズームレンズ、フォーカスレンズなどを含むレンズ２０１、レンズ２０１を駆動させるレンズ駆動部２０２、絞り２０３、絞り２０３を駆動させる絞り駆動部２０４、レンズ制御回路２０５、レンズマイコン２０６、レンズ側マウント２０７を備える。交換レンズ２００は、不図示のＲＯＭに格納されたレンズデータを読み出してカメラボディ３００に送信可能に構成されている。また、交換レンズ２００は、カメラボディ３００から制御信号を受信可能に構成されている。

カメラボディ３００は、フォトインタラプタ３０１（ＰＩ３０１）、シャッタユニット３０３、シャッタ駆動部３０４、シャッタ制御回路３０５、ＣＭＯＳセンサ３０７、アナログフロントエンド３０８（ＡＦＥ３０８）、映像信号処理回路３０９、ＳＤＲＡＭ３１０、ＬＣＤ駆動回路３１１、液晶ディスプレイ３１２（ＬＣＤ３１２）、バッファメモリ３１３、メモリコントローラ３１４、フラッシュメモリ３１５、メモリカードスロット３１６、ボディマイコン３１７、操作部３１９、操作回路３２０、電源３２１、電源供給回路３２２、ボディ側マウント３２６を備える。カメラボディ３００は、ボディマイコン３１７によって生成された制御信号を交換レンズ２００に送信可能に構成されている。また、ボディマイコン３００は、交換レンズ２００からレンズデータを受信可能に構成されている。

〔１−２． 交換レンズ２００の構成〕
図１を用いて、交換レンズ２００の構成を説明する。

レンズ２０１は、対物レンズ、ズームレンズ、フォーカスレンズを含んで構成され、被写体からの光を集光する。ズームレンズやフォーカスレンズは可動レンズである。レンズ駆動部２０２は、レンズ制御回路２０５から供給された制御信号に基づいて、ズームレンズやフォーカスレンズを光軸方向に進退駆動させる。レンズ駆動部２０２は、ＤＣモータやステッピングモータなどにより実現できる。

絞り２０３は、レンズ２０１を通過してＣＭＯＳセンサ３０７に入射する光の量を調整するものである。絞り２０３は、５枚羽などで構成される開口部を有する。光の量の調整は、開口部を大きくしたり、小さくしたりすることで可能である。絞り駆動部２０４は、絞り２０３の５枚羽を駆動することにより開口部の大きさを変更するものである。絞り駆動部２０４は、レンズ制御回路２０５から供給された制御信号に基づいて、絞り２０３の開口部の大きさを変更する。

レンズ制御回路２０５は、レンズマイコン２０６から通知された焦点距離情報や絞り値情報に基づいて制御信号を生成し、レンズ駆動部２０２や絞り駆動部２０４に供給する。

レンズマイコン２０６は、交換レンズ２００全体を制御するものである。レンズマイコン２０６は、不図示のＥＥＰＲＯＭに記憶されている交換レンズ２００のレンズ特性を示すレンズデータを読み出すことができる。レンズマイコン２０６は、交換レンズ２００がカメラボディ３００に装着された状態で、カメラボディ３００の電源がＯＮ状態になると、不図示のＥＥＰＲＯＭに記憶されたレンズデータを読み出して、ボディマイコン３１７に送信する。

レンズ側マウント２０７は、カメラボディ３００のボディ側マウント３２６と相俟って、交換レンズ２００の着脱を可能にする部材である。レンズ側マウント２０７は、ボディ側マウント３２６と接続端子等を用い電気的に接続可能であるとともに、係止部材等のメカニカルな部材によって機械的にも接続可能である。レンズ側マウント２０７は、ボディマイコン３１７からの信号をレンズマイコン２０６へ入力できるとともに、レンズマイコン２０６からの信号をボディマイコン３１７に出力できる。

〔１−３． カメラボディ３００の構成〕
図１を用いてカメラボディ３００の構成を説明する。カメラボディ３００は、交換レンズ２００のレンズ系によって集光された被写体像を撮像して、画像情報として記録できるように構成されている。

ＣＭＯＳセンサ３０７は、レンズ２０１を通して形成された被写体像を撮像して画像情報を生成する。ＣＭＯＳセンサ３０７の受光面には多数のフォトダイオードが２次元的に配列されている。また、各フォトダイオードに対応してＲ、Ｇ、Ｂの原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。撮像対象となる被写体からの光は、レンズ２０１を通過した後に、ＣＭＯＳセンサ３０７に結像される。結像された被写体像は、各フォトダイオードへ入射した光量に応じてＲ、Ｇ、Ｂに仕分けられたそれぞれ色情報に変換される。その結果、被写体像を示す全体の画像情報が生成される。なお、ＣＭＯＳセンサ３０７は、ボディマイコン３１７から受信した制御信号に従って、露光、転送、電子シャッタなどの各種の動作を行う。ボディマイコン３１７から受信する制御信号はパルス信号になっており、この各種動作はタイミングが制御される。

電子シャッタは、ＣＭＯＳセンサ３０７がボディマイコン３１７から受信する制御信号に従って動作する。ＣＭＯＳセンサ３０７は、制御信号を受信すると、それまでに蓄積された不要な電荷を廃棄し、被写体像の露光を可能な状態とする。すなわち、ＣＭＯＳセンサ３０７は、蓄積電荷のリセット動作を実行する。このとき、レンズ２０１等を介して入射した光の光路がＣＭＯＳセンサ３０７に到達するまでに遮断されていなければ、リセット動作の完了タイミングが、被写体像の電荷蓄積開始のタイミングとなる。ＣＭＯＳセンサ３０７の画素ラインが上から、画素ライン１、画素ライン２、画素ライン３、・・・、画素ラインＮであるとき、ＣＭＯＳセンサ３０７は、画素ライン１から画素ラインＮまで順番に蓄積電荷のリセット動作を行う。従って、ＣＭＯＳセンサ３０７は、画素ライン１から画素ラインＮまで順番に電荷蓄積を開始する。

フォトインタラプタ３０１（ＰＩ３０１）は、対向する位置に配置された発光部と受光部とから構成される。実施の形態１に係るデジタルカメラ１００においては、シャッタユニット３０３を両側から挟むように発光部と受光部とが配置される。発光部は、受光部に向けて検出用の光を照射する。一方、受光部は、発光部から照射されている光が遮光されたか否かを検出することができる。受光部は、検出結果をＰＩ制御回路３０２に通知する。発光部は発光ダイオード等により実現可能である。また、受光部はフォトダイオードやフォトトランジスタ等を一体化した集積回路により実現可能である。なお、ＰＩ３０１の検出分解能を上げるために、発光部や受光部にスリットを設けてもよい。

ＰＩ制御回路３０２は、ＰＩ３０１の発光部の発光を制御する。また、ＰＩ制御回路３０２は、受光部から通知される検出結果に基づいて、シャッタユニット３０３の遮光動作状況を判定し、判定結果をボディマイコン３１７に通知する。シャッタユニット３０３の遮光動作状況の判定については、詳細動作を後述する。

シャッタユニット３０３は、ＣＭＯＳセンサ３０７と、レンズ２０１との間に配置される。シャッタユニット３０３は、シャッタ駆動部３０４により機械的に駆動される。シャッタユニット３０３は、電子シャッタに対して、メカニカルシャッタと呼ばれる。図２は、実施の形態１に係るシャッタユニット３０３とＰＩ３０１の構成模式図を示す。図２に示すように、シャッタユニット３０３は、露光用開口部３３３、シャッタ幕３３０、シャッタアーム３３１、シャッタ保持部３３４、ＰＩ用開口部３３２を有する。

露光用開口部３３３は、ＣＭＯＳセンサ３０７で被写体像を露光するためにシャッタユニット３０３の中央部付近に開けられた口である。

シャッタ幕３３０は、複数の羽が重なるようにして構成された幕体である。シャッタアーム３３１は、シャッタ保持部３３４の内部で、シャッタ幕３３０を構成するそれぞれの羽根と、バネ、マグネット等からなるシャッタチャージ部とを接続している。そのため、シャッタ駆動部３０４は、後述するシャッタチャージ部の、バネ弾性力の解放、保持動作によるシャッタアーム３３１の駆動により、シャッタ幕３３０がシャッタユニット３０３内部に折り畳まれた状態と、露光用開口部３３３を閉じる状態とを遷移するように動作させることができる。シャッタ幕３３０の降下方向は、ＣＭＯＳセンサ３０７の画素ラインのライン方向と略垂直である。

シャッタ駆動部３０４は、モータ等の機構部品からなる。シャッタ駆動部３０４は、ボディマイコン３１７から供給される制御信号に従ってシャッタ保持部３３４のレバーを動かし、シャッタ保持部３３４の状態を変化させることが出来る。シャッタ幕３３０がシャッタユニット３０３内部に折畳まれた状態になっているとき、シャッタ保持部３３４は、バネ等の弾性力が蓄積された状態になる。このとき、シャッタ保持部３３４は、磁力などによりバネ等の弾性力を保持することができる。すなわち、シャッタ幕３３０がシャッタユニット３０３内部に折畳まれた状態を保持することができる。シャッタ保持部３３４は、ボディマイコン３１７からの制御信号に従って磁力をチャージしたり、解除したりすることができる。シャッタ保持部３３４が磁力を解除すると、バネの弾性力が開放される。そして、シャッタ幕３３０は降下し、入射光路が遮断される。なお、シャッタ保持部３３４は、上記のように磁力によるシャッタ幕３３０の保持に限定されず、機構的にシャッタ幕３３０を保持する構成にしてもよい。

ＰＩ用開口部３３２は、ＰＩ３０１の発光部からの光を、シャッタユニット３０３を両側から挟むように対向して配置されたＰＩ３０１の受光部へと照射するための開口である。ＰＩ用開口部３３２は、シャッタユニット３０３を貫通する開口であり、シャッタ幕３３０が折畳まれる位置と露光用開口部３３３の位置との間に備えられている。すなわち、ＰＩ用開口部３３２は、シャッタ幕３３０が遮光動作に伴って通過する位置に備えられている。これにより、ＰＩ３０１は、シャッタ幕３３０の遮光動作に伴う通過状況を検出することができる。

ＣＭＯＳセンサ３０７による被写体像の露光時間は、電子シャッタのリセット機能によりＣＭＯＳセンサ３０７上の被写体像の露光を開始してから、シャッタ幕３３０により光路が遮断されるまでの時間である。つまり、ボディマイコン３１７は、電子シャッタ機能の動作のタイミングと、シャッタ幕３３０の動作タイミングを制御することにより、露光時間を設定することができる。電子シャッタ機能により被写体像の露光が開始されるので、このとき電子シャッタは露光の先幕機能を有する。これを電子先幕と呼ぶことにする。同様に、シャッタ３３０により光路が遮断されるので、このときシャッタ３３０は露光の後幕機能を有する。これをメカ後幕と呼ぶことにする。ここで、電子先幕の特性は、メカ後幕の特性に合わせることが望ましい。なお、以下の説明においてシャッタスピードとは、露光時間の逆数である。また、図２において、シャッタ幕３３０の複数の羽のうち、遮光動作の先頭である羽の位置をメカ後幕開始位置Ｐ２１、ＰＩ３０１がシャッタ幕３３０の通過を検出する位置をＰＩ位置Ｐ２２、露光用開口部３３３の上端部に対応しＣＭＯＳセンサ３０７が電荷蓄積を開始する位置を電子先幕動作開始位置Ｐ２３、露光用開口部３３３の下端部に対応しシャッタ幕３３０が遮光動作を終了する位置を動作終了位置Ｐ２４とそれぞれ以下の説明において呼ぶことにする。

ＡＦＥ３０８は、ＣＭＯＳセンサ３０７が生成した画像情報に対して、相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるＡＤコンバータの入力レンジ幅への増幅、ＡＤコンバータによるＡＤ変換を施す。その後、ＡＦＥ３０８は、画像情報を映像信号処理回路３０９に出力する。

映像信号処理回路３０９は、ＡＤコンバータによってデジタル信号に変換された画像情報に、所定の画像処理を施すものである。所定の画像処理としては、ホワイトバランス処理、ガンマ処理、ＹＣ変換、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が考えられるが、これに限られるものではない。また、映像信号処理回路３０９は、ＣＭＯＳセンサ３０７が生成する画像情報から輝度情報を取得し、被写体像を露光する際の露光量を演算する。映像信号処理回路３０９は、演算した露光量をボディマイコン３１７に通知する。ＳＤＲＡＭ３１０は、映像信号処理回路３０９で処理を行う際に、ワークメモリとして作用する。

液晶ディスプレイ３１２（ＬＣＤ３１２）は、カメラボディ３００の背面に配置されるものであり、ＣＭＯＳセンサ３０７で生成された画像情報、または所定の処理が施された画像情報を表示可能である。ＬＣＤ駆動回路３１１はＤＡコンバータなどを含んでおり、入力された画像情報が、液晶ディスプレイ３１２に表示可能な信号形式になるよう変換する。なお、図示していないが、液晶ディスプレイ３１２と合わせて、電子ビューファインダをカメラボディ３００に配置してもよい。

フラッシュメモリ３１５は、カメラボディ３００の内蔵メモリとして用いられる記憶媒体である。フラッシュメモリ３１５は、画像情報またはその画像情報に所定の処理が施された画像情報を記憶可能である。加えて、映像信号処理回路３０９やボディマイコン３１７の制御のためのプログラムや設定値などを記憶可能である。

メモリカードスロット３１６は、メモリカードを着脱するためのスロットである。メモリカードは、画像情報、または所定の処理が施された画像情報を記憶可能である。

メモリコントローラ３１４は、映像信号処理回路３０９によって処理された画像情報の、フラッシュメモリ３１５やメモリカードスロット３１６に装着されたメモリカードへの書き込み記憶処理を制御する。また、メモリコントローラ３１４は、フラッシュメモリ３１５やメモリカードスロット３１６に装着されたメモリカードに記憶された画像情報の読み出し処理を制御する。バッファメモリ３１３は、メモリコントローラ３１４が画像情報を書き込み記憶する際のワークメモリとして作用する。

操作部３１９は、使用者による操作を受け付ける。操作部３１９は、レリーズ釦などを含む。レリーズ釦は、カメラボディ３００の上面に設けられた釦であり、使用者からの半押しおよび全押し操作がなされると、操作回路３２０に配置されたスイッチの通電状態を切り替える。操作回路３２０は、通電状態が切り替えられると、操作検知信号をボディマイコン３１７に出力する。ボディマイコン３１７は、入力された操作検知信号に基づいて様々な制御を行なう。

電源３２１は、例えば乾電池であってもよいし、充電池などにより実現される。また、電源コードにより外部から供給される電力をカメラシステム１００に供給するものであってもよい。電源供給回路３２２は、電源からカメラシステム１００に電力を供給する。

ボディ側マウント３２６は、交換レンズ２００のレンズ側マウント２０７と相俟って、交換レンズ２００の着脱を可能にする部材である。ボディ側マウント３２６は、レンズ側マウント２０７と接続端子等を用い電気的に接続可能であるとともに、係止部材等のメカニカルな部材によって機械的にも接続可能である。ボディ側マウント３２６は、交換レンズ２００に含まれるレンズマイコン２０６からの信号をボディマイコン３１７へ出力できるとともに、ボディマイコン３１７からの信号をレンズマイコン２０６に出力できる。すなわち、ボディマイコン３１７は、レンズマイコン２０６と制御信号やレンズ系に関する情報などを送受信可能である。

ボディマイコン３１７は、カメラボディ３００の全体を制御するものである。ボディマイコン３１７は、不図示のＥＥＰＲＯＭに格納された各種制御動作などのプログラムを読み出し、オートフォーカス制御やオート露出制御など各種の制御を実行する。ボディマイコン３１７は、オート露出制御において、映像信号処理回路３０９から通知された露光量に基づき、被写体像の撮像を行う際の絞り値（ＡＶ値）や、露光時間（ＴＶ値）や、ＩＳＯ感度（ＳＶ値）の露光条件を設定する。また、ボディマイコン３１７は、タイミングジェネレータを備えており、ＣＭＯＳセンサ３０７の露光、転送、電子シャッタなどの各種動作のタイミングを制御するためのパルス信号である制御信号を生成する。また、シャッタユニット３０３の動作タイミングを制御するための制御信号を生成する。
なお、本発明においては、測光センサを別途備えておき、ＣＭＯＳセンサ３０７により撮像された画像情報に基づいて、測光センサが露光量の演算および露光条件の設定を実行するように構成してもよい。

なお、図示していないが、超音波防塵フィルタ（ＳＳＷＦ）、光学的ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を、ＣＭＯＳセンサ３０７とシャッタユニット３０３との間に配置してもよい。

〔１−５．本発明との対応関係〕
ＣＭＯＳセンサ３０７は、本発明の撮像部の一例である。ボディマイコン３１７は、本発明の電子シャッタ制御部の一例である。シャッタユニット３０３は、本発明のメカニカルシャッタ部の一例である。ボディマイコン３１７は、露出時間算出部の一例である。ボディマイコン３１７は、シャッタ動作制御部の一例である。ボディマイコン３１７は、判定部の一例である。ＡＦＥ３０８は、画像処理部の一例である。ＰＩ３０１は、本発明の検出部の一例である。カメラボディ３００は、本発明の撮像装置の一例である。

〔１−５． シャッタ動作〕
実施の形態１に係るカメラボディ３００のシャッタ動作について説明する。図３は、実施の形態１に係るシャッタ動作のフローチャートである。

カメラボディ３００が撮影モードにあるとき、ボディマイコン３１７は、使用者によりレリーズ釦が半押し操作されたか否かを監視する（Ｓ３０１）。ボディマイコン３１７は、使用者によるレリーズ釦の半押し操作を受け付けるまでこの監視を続ける（Ｓ３０１におけるＮｏ）。ボディマイコン３１７は、使用者によるレリーズ釦の半押し操作を受け付けると（Ｓ３０１におけるＹｅｓ）、ＣＭＯＳセンサ３０７が撮像している被写体についてオートフォーカス制御と、オート露出制御を実行する。このオート露出制御において、ボディマイコン３１７は、シャッタスピードすなわち露光時間Ｅ１１を決定する（Ｓ３０２）。

使用者によりレリーズ釦が半押し操作された後、カメラボディ３００は、続いてレリーズ釦が全押し操作されたか否かを監視する（Ｓ３０３）。ボディマイコン３１７は、レリーズ釦の半押し操作を受け付けている限り、続いて全押し操作を受け付けるまでこの監視を続ける（Ｓ３０３におけるＮｏ）。ボディマイコン３１７は、レリーズ釦の全押し操作を受け付けると（Ｓ３０３におけるＹｅｓ）、ステップＳ３０２にて決定した露光時間Ｅ１１に基づいて、電子先幕およびメカ後幕の動作を制御する。

以下、図３および図４を用いて、実施の形態１に係るカメラボディ３００のシャッタ動作詳細について説明する。図４は、実施の形態１に係るシャッタ動作のタイムチャートである。図４の縦軸は、シャッタ幕３３０による遮光動作および、電子シャッタ機能による電荷蓄積開始動作の位置軸である。図４の縦軸に示すメカ後幕動作開始位置Ｐ２１、ＰＩ位置２２、電子先幕動作開始位置Ｐ２３、動作終了位置Ｐ２４は、図２に示すものに対応している。一方、図４の横軸は、シャッタ幕３３０による遮光動作および、電子シャッタ機能による電荷蓄積開始動作の時間軸である。また、メカ後幕Ａと表記の曲線は、シャッタユニット３０３が経年変化する前の初期状態における幕速特性を示す。メカ後幕Ｂと表記の曲線は、シャッタユニット３０３が経年変化した後の幕速特性を示す。ここでは経年変化としたが、温度、姿勢差等による変化も当てはまる。

シャッタ幕３３０がメカ後幕Ａの幕速特性のとき、シャッタ幕３３０は、タイミングＴ３１にてメカ後幕動作開始位置Ｐ２１から遮光動作を開始する。続いて、シャッタ幕３３０は、タイミングＴ３４にてＰＩ位置Ｐ２２を通過する。ここで、メカ後幕Ａがメカ後幕動作開始位置Ｐ２１からＰＩ位置Ｐ２２への動作に要する時間をＴｘ（Ｔ３４−Ｔ３１）とし、メカ後幕Ａがメカ後幕動作開始位置Ｐ２１から電子先幕動作開始位置Ｐ２３への動作に要する時間をＴａ（Ｔ３５−Ｔ３１）とする。このとき、ボディマイコン３１７は、経年変化する前の初期状態であるメカ後幕ＡのＴｘ、Ｔａに関する情報を不図示のＥＥＰＲＯＭ内に予め格納している。ボディマイコン３１７は、シャッタ幕３３０がＰＩ位置Ｐ２２を通過した後のタイミングＴ３２において、ＣＭＯＳセンサ３０７の電荷蓄積動作を開始する。なお、ボディマイコン３１７は、電子先幕ａが動作を開始する時間Ｔｎ（Ｔ３２−Ｔ３１）を下記式により算出する。

Ｔｎ＝Ｔａ―Ｅ１１ …（式１）
ボディマイコン３１７は、電子先幕開始位置Ｐ２３に対応する画素ラインから順次電荷蓄積動作を開始していく。タイミングＴ３３において、動作終了位置Ｐ２４に対応する画素ラインまで電荷蓄積動作が開始されると、ボディマイコン３１７は電子先幕動作を終了する。

一方、シャッタ幕３３０は、タイミングＴ３５にて電子先幕動作開始位置Ｐ２３に達し、ＣＭＯＳセンサ３０７の遮光を開始する。シャッタ幕３３０は、タイミングＴ３６にて動作終了位置Ｐ２４に達すると、ＣＭＯＳセンサ３０７の遮光動作を終了する。

シャッタ幕３３０がメカ後幕Ｂの幕速特性のとき、シャッタ幕３３０は、タイミングＴ３１にてメカ後幕動作開始位置Ｐ２１から遮光動作を開始する（Ｓ３０４）。続いて、シャッタ幕３３０は、タイミングＴ３９にてＰＩ位置Ｐ２２を通過する。このとき、ＰＩ３０１は、タイミングＴ３９にてシャッタ幕３３０がＰＩ用開口部３３２の位置を通過したことを検出する（Ｓ３０５）。メカ後幕Ｂがメカ後幕動作開始位置Ｐ２１からＰＩ位置Ｐ２２への動作に要する時間をＴｙ（Ｔ３９−Ｔ３１）とすると、続いてＰＩ制御回路３０２は、Ｔｙに関する情報をボディマイコン３１７に通知する。ここで、メカ後幕Ｂがメカ後幕動作開始位置Ｐ２１から電子先幕動作開始位置Ｐ２３への動作に要する時間をＴｂ（Ｔ４０−Ｔ３１）とする。このとき、メカ後幕Ａの幕速特性を示すＴｘおよびＴａと、メカ後幕Ｂの幕速特性を示すＴｙおよびＴｂとは比例関係があり、次式のように表される。

Ｔｘ：Ｔａ＝Ｔｙ：Ｔｂ …（式２）
従って、ボディマイコン３１７は、予めＥＥＰＲＯＭに格納されているＴｘ、Ｔａに関する情報および、ＰＩ３０１の検出結果であるＴｙに関する情報に基づいて、Ｔｂを次式により算出する。

Ｔｂ＝Ｔａ・（Ｔｙ／Ｔｘ） …（式３）
ボディマイコン３１７は、シャッタ幕３３０がＰＩ位置Ｐ２２を通過した後、タイミングＴ３２において、ＣＭＯＳセンサ３０７の電荷蓄積動作を開始する（Ｓ３０６）。ボディマイコン３１７は、電子先幕開始位置Ｐ２３に対応する画素ラインから順次電荷蓄積動作を開始していく。タイミングＴ３３において、動作終了位置Ｐ２４に対応する画素ラインまで電荷蓄積動作が開始されると、ボディマイコン３１７は電子先幕動作を終了する。

一方、シャッタ幕３３０は、タイミングＴ４０にて電子先幕動作開始位置Ｐ２３に達し、ＣＭＯＳセンサ３０７の遮光を開始する。シャッタ幕３３０は、タイミングＴ４１にて動作終了位置Ｐ２４に達すると、ＣＭＯＳセンサ３０７の遮光動作を終了する。

遮光動作が終了すると、ボディマイコン３１７は、ＣＭＯＳセンサ３０７に蓄積された電荷、すなわち画像情報を読み出し、後段のＡＦＥ３０８に転送する。メカ後幕Ｂは、経年変化等によって、初期状態（メカ後幕Ａの状態）よりも幕速特性が変化しているため、ここで得られる画像情報は、ステップＳ３０２において決定された露光時間Ｅ１１よりも長い露光時間Ｅ１２を経て露光され取得された画像情報となっている。すなわち、ユーザが意図するよりも露出オーバー気味の画像が得られることとなる。そこで、カメラボディ３００は、シャッタ幕３３０の幕速特性が変化したとしても、転送された画像情報に対して補正ゲインαを用いて画像処理を施し、ユーザ所望の露出状態の画像を再現できるように構成されている。補正ゲインは、ボディマイコン３１７により算出され、ＡＦＥ３０８に通知される。

ここで、ボディマイコン３１７による補正ゲインαの算出方法について説明する。ボディマイコン３１７は、実際の露光時間Ｅ１２により得られた画像情報の露出状態が、設定された露光時間Ｅ１１において得られる画像情報の露出状態と合うように補正ゲインαを算出する。ここで、露光時間Ｅ１２により得られた画像情報をＹ０とし、補正後の画像情報をＹ１とする。ボディマイコン３１７は、設定された露光時間Ｅ１１、算出したＴｂ、Ｔｍに関する情報に基づいて、補正ゲインαを算出する。

α＝Ｅ１１／（Ｔｂ−Ｔｎ） …（式４）
すなわち、補正ゲインαは、電子先幕ａにより電荷蓄積が開始されてからメカ後幕Ｂにより遮光開始されるまでの時間（Ｔｂ−Ｔｎ）に対する設定露光時間Ｅ１１の比である。ボディマイコン３１７は、ここで算出した補正ゲインαをＡＦＥ３０８に通知する。ＡＦＥ３０８は、通知された補正ゲインαを用いて、ＣＭＯＳセンサ３０７から転送された画像情報Ｙ０に対して画像処理を施す（Ｓ３０７）。これにより、ボディマイコン３１７は、補正後の画像情報Ｙ１を得る。

Ｙ１＝α・Ｙ０ …（式５）
これにより、ＡＦＥ３０８は、実際の露光時間Ｅ１２により得られた画像情報Ｙ０に対し、画像処理を施し、設定された露光時間Ｅ１１に合わせた画像情報Ｙ１を生成することができる。従って、ユーザが所望した露光時間にて露光した場合に得られたであろう画像を再現した画像を画像処理により得ることができる。

以上説明したように、実施の形態１に係るカメラボディ３００は、被写体像を露光し画像情報を生成するＣＭＯＳセンサ３０７と、露光を開始するようＣＭＯＳセンサ３０７を制御するボディマイコン３１７と、ＣＭＯＳセンサ３０７の露光を遮光動作により規制するシャッタユニット３０３と、被写体像に基づいて露光時間を算出するボディマイコン３１７と、露光時間に基づいて露光を開始するようボディマイコン３１７を制御し、遮光動作を開始するようシャッタユニット３０３を制御するボディマイコン３１７と、ボディマイコン３１７により露光が開始されてからシャッタユニット３０３により露光が規制されるまでの時間を判定するボディマイコン３１７と、ボディマイコン３１７が算出した露光時間と、ボディマイコン３１７の判定結果とに基づいて、ＣＭＯＳセンサ３０７が生成した画像情報を補正するＡＦＥ３０８とを備える。従って、カメラボディ３００は、被写体像に基づいて算出された露光時間と、ボディマイコン３１７により露光が開始されてからシャッタユニット３０３により露光が規制されるまでの時間とに基づいて、ＣＭＯＳセンサ３０７が生成した画像情報を補正する。これにより、カメラボディ３００は、シャッタ幕体が遮光動作するときの幕速特性が変化しても、所望の露出状態の画像を取得することが可能となる。

また、上記実施の形態１のカメラボディ３００は、シャッタユニット３０３による遮光動作の通過を検出するＰＩ３０１を更に備える。そして、ボディマイコン３１７は、ＰＩ３０１が検出した通過結果に基づいて、ボディマイコン３１７により露光が開始されてからシャッタユニット３０３により露光が規制されるまでの時間を判定する。すなわち、カメラボディ３００は、シャッタユニット３０３による遮光動作の通過を実際に検出した上で、ボディマイコン３１７により露光が開始されてからシャッタユニット３０３により露光が規制されるまでの時間を判定する。これにより、シャッタユニット３０３のシャッタ幕３３０の幕速特性が経年変化等により変化しても、実際のシャッタ幕３３０の幕速特性を検出することが可能となり、その結果に基づきボディマイコン３１７により露光が開始されてからシャッタユニット３０３により露光が規制されるまでの時間を判定することができる。

（他の実施の形態）
本発明の実施の形態として、実施の形態１を例示した。しかし、本発明は実施の形態１に限定されず、他の実施の形態においても実現可能である。そこで、本発明の他の実施の形態を以下にまとめて説明する。

上記実施の形態１では、ＣＭＯＳセンサ３０７を撮像部の一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、電子シャッタ機能をシャッタ先幕として使用可能な撮像部であれば他の撮像部でも本発明に適用可能である。

上記実施の形態１では、ボディマイコン３１７を電子シャッタ制御部および制御部を兼任する構成としたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、制御部をボディマイコン３１７によって実現し、電子シャッタ制御部をＡＦＥ３０８によって実現する構成にしてもよい。

上記実施の形態１では、シャッタユニット３０３の上方から下方に向かってシャッタ幕３３０が動作し、電子シャッタ機能においても上方から下方に向かって電荷蓄積を開始する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シャッタユニット３０３の下方から上方に向かってシャッタ幕３３０が動作し、電子シャッタ機能においても下方から上方に向かって電荷蓄積を開始する場合であっても、本発明を適用可能である。

上記実施の形態１では、シャッタユニット３０３として、バネ方式のシャッタ機構の場合で説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シャッタユニット３０３として電磁駆動方式のシャッタ等を採用しても本発明に適用可能である。

上記実施の形態１では、シャッタユニット３０３として、メカ単幕機構の場合で説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シャッタユニット３０３としてメカ先幕、メカ後幕両備のシャッタを採用し、電子先幕モードとして、メカ後幕だけ使用しても本発明に適用可能である。

上記実施の形態１では、ＰＩ３０１によりシャッタ幕３３０の遮光動作において通過した時間を検出する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シャッタ幕３３０が遮光動作において通過した速度を検出するセンサを設け、検出した速度に基づいて画像処理制御するように構成してもよい。このとき、ボディマイコン３１７は、不図示のＥＥＰＲＯＭ内に、シャッタ幕３３０がＰＩ位置Ｐ２２や、電子先幕動作開始位置Ｐ２３に達したときの速度情報を格納するようにしておけばよい。また、シャッタ幕３３０の遮光動作における位置を検出するセンサを設け、検出した位置に基づいて画像処理制御するようにしてもよい。すなわち、本発明の撮像装置は、シャッタ幕３３０の遮光動作状況に基づいて、画像処理制御する。また、上記実施の形態１では、シャッタ幕３３０の遮光動作に伴う通過を検出する手段としてＰＩ３０１を例示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シャッタ幕３０３の遮光動作状況を検出できるものであれば、本発明に適用可能である。

上記実施の形態１では、シャッタユニット３０３を構成するシャッタ幕３３０がＰＩ用開口部３３２を通過した時間をＰＩ３０１により検出する場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、シャッタアーム３３１が遮光動作に伴って通過する位置にＰＩ開口部３３２およびＰＩ３０１を設け、シャッタアーム３３１の通過結果に基づいて、画像処理制御するようにしてもよい。

上記実施の形態１では、シャッタ幕３３０がシャッタユニット３０３内に折畳まれた位置（メカ後幕動作開始位置Ｐ２１）と、露光用開口部３３３の位置（電子先幕動作開始位置Ｐ２３）の間にＰＩ用開口部３３２を設けるように構成したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ＰＩ用開口部３３２を設ける位置は、シャッタ幕３３０が遮光動作に伴って通過する位置であれば、いずれの位置でも本発明に適用可能である。また、上述の通り、通過を検出する対象はシャッタアーム３３１でもよいので、ＰＩ用開口部３３２を設ける位置は、シャッタアーム３３１が遮光動作に伴って通過する位置であれば、いずれの位置でも本発明に適用可能である。なお、（式３）のＴｙ／Ｔｘの項が大きくなるほど、ＰＩ３０１によるシャッタ幕３３０の通過検出の精度が良くなる。従って、シャッタ幕３３０の遮光動作中において、ＰＩ３０１は、動作終了位置Ｐ２４に近い位置にてシャッタ幕３３０の通過を検出するのが望ましい。例えば図５に示すように、ＰＩ３０１は、シャッタ幕３３０が動作終了位置Ｐ２４を更に通過した位置Ｐ２５にて通過を検出する実施形態も考えられる。

上記実施の形態１では、ＡＦＥ３０８を画像処理部の一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、映像信号処理回路３０９やボディマイコン３１７が本発明の画像処理部として機能してもよい。

上記実施の形態１では、電子先幕動作開始位置Ｐ２３に対応する画素ラインにおいても、動作終了位置Ｐ２４に対応する画素ラインにおいても同一の露光時間Ｅ１１あるいはＥ１２である場合で説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、射出瞳位置等の影響により露光ムラの影響を低減するために、電子先幕ａによる電荷蓄積開始タイミングを各画素ラインで調節する場合であっても本発明は適用可能である。この場合、各画素ラインで実際の露光時間が異なる。そのため、この場合は、（式４）における（Ｔｂ−Ｔｎ）に代えて、電子先幕動作開始位置Ｐ２３に対応する画素ラインの露光時間と、動作終了位置Ｐ２４に対応する画素ラインの露光時間の平均時間を採用してもよい。中間の画素ラインにおける露光時間を補間計算により算出した予想値を採用してもよい。なお、電子先幕動作開始位置Ｐ２３に対応する画素ラインの露光時間は、（Ｔｂ−Ｔｎ）である。また、メカ後幕Ａがメカ後幕動作開始位置Ｐ２１から動作終了位置Ｐ２４に要する時間を予めＥＥＰＲＯＭに格納しておけば、動作終了位置Ｐ２４に対応する画素ラインの露光時間も、（式１）から（式３）と同様の計算により求めることができる。

上記実施の形態１では、交換レンズ２００を着脱可能なカメラボディ３００の場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、レンズとカメラボディが一体型のカメラにおいても本発明は適用可能である。

以上のように、本発明の思想を具体化したカメラボディ３００は、シャッタ幕体が遮光動作するときの幕速特性が変化しても、所望の露出状態の画像を取得することが可能となる。

本発明は、カメラボディ３００への適用に限定されない。すなわち、ムービーカメラや、カメラ付き携帯電話等の撮像装置に適用可能である。

１００ カメラシステム
２００ 交換レンズ
２０１ レンズ
２０２ レンズ駆動部
２０３ 絞り
２０４ 絞り駆動部
２０５ レンズ制御回路
２０６ レンズマイコン
２０７ レンズ側マウント
３００ カメラボディ
３０１ フォトインタラプタ（ＰＩ）
３０２ ＰＩ制御回路
３０３ シャッタユニット
３０４ シャッタ駆動部
３０５ シャッタ制御回路
３０７ ＣＭＯＳセンサ
３０８ アナログフロントエンド（ＡＦＥ）
３０９ 映像信号処理回路
３１０ ＳＤＲＡＭ
３１１ ＬＣＤ駆動回路
３１２ 液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）
３１３ バッファメモリ
３１４ メモリコントローラ
３１５ フラッシュメモリ
３１６ メモリカードスロット
３１７ ボディマイコン
３１９ 操作部
３２０ 操作回路
３２１ 電源
３２２ 電源供給回路
３２６ ボディ側マウント

Claims (2)

1. 被写体像を露光し画像情報を生成する撮像部と、
   露光を開始するよう前記撮像部を制御する電子シャッタ制御部と、
   前記撮像部の露光を遮光動作により規制するメカニカルシャッタ部と、
   前記被写体像に基づいて露光時間を算出する露光時間算出部と、
   前記露光時間に基づいて露光を開始するよう前記電子シャッタ制御部を制御し、遮光動作を開始するよう前記メカニカルシャッタ部を制御するシャッタ動作制御部と、
   前記電子シャッタ制御部により露光が開始されてから前記メカニカルシャッタ部により露光が規制されるまでの時間を判定する判定部と、
   前記露光時間算出部が算出した露光時間と、前記判定部の判定結果とに基づいて、前記撮像部が生成した画像情報を補正する画像処理部と、を備えた、
   撮像装置。
2. 前記メカニカルシャッタ部による遮光動作の通過を検出する検出部を更に備え、
   前記判定部は、前記検出部が検出した通過結果に基づいて前記時間を判定する、
   請求項１に記載の撮像装置。

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